Synthesis and in vivo nematocidal evaluation of novel 3-(trifluoromethyl)-1H-pyrazole-4-carboxamide derivatives

Abstract

Pyrazole carboxamide derivatives represent an important class of fungicides in agrochemicals. To find more novel structural pyrazole carboxamides, a novel series of 3-(trifluoromethyl)-1H-pyrazole-4-carboxamide compounds were prepared from ethyl 4,4,4-trifluoroacetoacetate and triethyl orthoformate as starting materials. All the products were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy, ¹H nuclear magnetic resonance (NMR), ¹³C NMR, ¹⁹F NMR and mass spectrography. The bioassay results showed these fluorine-containing pyrazole carboxamides have a weak fungicidal activity but some of them exhibit a good nematocidal activity against M. incognita.

Graphical abstract

Keywords

fluorinated pyrazole carboxamide / synthesis / nematocidal activity / structure and activity relationship

References

[1] Khatri H R, Nguyen H, Dunaway J K, Zhu J. Fluoroalcohol-mediated reductive iodonio-Claisen rearrangement: Synthesis of complex ortho-substituted-allyl iodoarenes. Frontiers of Chemical Science and Engineering, 2015, 9(3): 359–368, 368

[2] Liu X H, Zhai Z W, Xu X Y, Yang M Y, Sun Z H, Weng J Q, Tan C X, Chen J. Facile and efficient synthesis and herbicidal activity determination of novel 1,2,4-triazolo[4,3-a]pyridin-3(2H)-one derivatives via microwave irradiation. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 2015, 25(23): 5524–5528

[3] Emmadi N R, Bingi C, Kotapalli S S, Ummanni R, Nanubolu J B, Atmakur K. Synthesis and evaluation of novel fluorinated pyrazolo-1,2,3-triazole hybrids as antimycobacterial agents. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 2015, 25(15): 2918–2922

[4] Giornal F, Landelle G, Lui N, Vors J P, Pazenok S, Leroux F R. A new synthesis and process development of bis(fluoroalkyl)pyrazoles as novel agrophores. Organic Process Research & Development, 2014, 18(8): 1002–1009

[5] Jeschke P.The unique role of halogen substituents in the design of modern agrochemicals. Pest Management Science, 2010, 66(1): 10–27

[6] Francke R, Reingruber R, Schollmeyer D, Waldvogel S R. Highly fluorinated 2,2 '-biphenols and related compounds: Relationship between substitution pattern and herbicidal activity. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2013, 61(20): 4709–4714

[7] Prakash G K S, Vaghoo H, Venkat A, Panja C, Chacko S, Mathew T, Olah G A. Gallium (III) triflate-catalyzed synthesis of heterocycles: Quinoxalines, 1,5-benzodiazepines and their fluorinated derivatives. Future Medicinal Chemistry, 2009, 1(5): 909–920

[8] Bonacorso H G, Cavinatto S, Moraes M C, Pittaluga E P, Peroza L R, Venturini T, Alves S H, Stefanello S T, Soares F A A, Martins M A P. Synthesis, structure elucidation, antioxidant and antimicrobial activity of novel 2-(5-trifluoromethyl-1H-pyrazol-1-yl)-5-(5-trihalomethyl-1H-pyrazol-1-yl-1carbonyl) pyridines. Journal of the Brazilian Chemical Society, 2015, 26: 2346–2361

[9] Holland J P, Jones M W, Cohrs S, Schibli R, Fischer E. Fluorinated quinazolinones as potential radiotracers for imaging kinesin spindle protein expression. Bioorganic & Medicinal Chemistry, 2013, 21(2): 496–507

[10] Mustafa G. Zia-ur-Rehman M, Khan IU, Ishtiaq S, Hussain S, Arshad M N, Asiri A M. Novel 4-[5-{4-[(2-benzylidenehydrazine)carbonyl]phenyl}-3-(trifluoromethyl)-1H-pyrazol-1-yl]benzenesulfonamides: Synthesis crystal structure anti-inflammatory and ulcerogenecity studies. Journal of Chemical Research, 2016, 3: 167–172

[11] Valdez-Calderón  A, Gonzalez-Montiel S, Martinez-Otero D, Martinez-Torres A, Vasquez-Perez J M, Molina-Vera C, Torres-Valencia J M, Alvarado-Rodriguez J G, Cruz-Borbolla J. Synthesis structural study and biological activity of new derivatives of chrysin containing a 2-mercaptopyridyl or 5-(trifluoromethyl)-2-mercaptopyridyl fragments. Journal of Molecular Structure, 2016, 1110: 196–207

[12] Emmadi N R, Bingi C, Kotapalli S S, Ummanni R, Nanubolu J B, Atmakur K. Synthesis and evaluation of novel fluorinated pyrazolo-123-triazole hybrids as antimycobacterial agents. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 2015, 25(15): 2918–2922

[13] Karad S C, Purohit V B, Raval D K, Kalaria P N, Avalani J R, Thakor P, Thakkar V R. Green synthesis and pharmacological screening of polyhydroquinoline derivatives bearing a fluorinated 5-aryloxypyrazole nucleus. RSC Advances, 2015, 5(21): 16000–16009

[14] Ma H J, Zhang J H, Xia X D, Kang J, Li J H. Design synthesis and herbicidal evaluation of novel 4-(1H-pyrazol-1-yl)pyrimidine derivatives. Pest Management Science, 2015, 71(8): 1189–1196

[15] Zhou S, Gu Y C, Liu M, Wu C C, Zhou S, Zhao Y, Jia Z H, Wang B L, Xiong L X, Yang N, Li Z. Insecticidal activities of chiral N-trifluoroacetyl sulfiliminesas potential ryanodine receptor modulators. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2014, 62(46): 11054–11061

[16] Zhu X L, Xiong L, Li H, Song X Y, Liu J J, Yang G F. Computational and experimental insight into the molecular mechanism of carboxamide inhibitors of succinate-ubquinone oxidoreductase. ChemMedChem, 2014, 9(7): 1512–1521

[17] Xiong L, Shen Y Q, Jiang L N, Zhu X L, Yang W C, Huang W, Yang G F. Succinate dehydrogenase: An ideal target for fungicide discovery. ACS Symposium Series, 2015, 1204: 175–194

[18] Xiong L, Zhu X L, Shen Y Q, Wishwa W K W M, Li K, Yang G F. Discovery of N-benzoxazol-5-yl-pyrazole-4-carboxamides as nanomolar SQR inhibitors. European Journal of Medicinal Chemistry, 2015, 95: 424–434

[19] Xiong L, Zhu X L, Gao H W, Fu Y, Hu S Q, Jiang L N, Yang W C, Yang G F. Discovery of potent succinate-ubiquinone oxidoreductase inhibitors via pharmacophore-linked fragment virtual screening approach. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2016, 64(24): 4830–4837

[20] Zhai Z W, Shi Y X, Yang M Y, Zhao W, Sun Z H, Weng J Q, Tan C X, Liu X H, Li B J, Zhang Y G. Microwave assisted synthesis and antifungal activity of some novel thioethers containing 124-triazolo[43-a]pyridine moiety. Letters in Drug Design & Discovery, 2016, 13(6): 521–525 

[21] Liu X H, Zhao W, Shen Z H, Xing J H, Xu T M, Peng W L. Synthesis, nematocidal activity and SAR study of novel difluoromethylpyrazole carboxamide derivatives containing flexible alkyl chain moieties. European Journal of Medicinal Chemistry, 2017, 125: 881–889

[22] Liu X H, Wang Q, Sun Z H, Wedge D E, Becnel J J, Estep A S, Tan C X, Weng J Q.Synthesis and insecticidal activity of novel pyrimidine derivatives containing urea pharmacophore against Aedes aegypti. Pest Management Science, 2016, 

[23] Bacha P, Boströma J, Brickmannb K, van Giezenc J J J, Hovlandb R, Peterssonb A U, Rayb A, Zetterberga F. A novel series of piperazinyl-pyridine ureas as antagonists of the purinergic P2Y12 receptor. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 2011, 21(10): 2877–2881

[24] Wu Z, Hu D, Kuang J, Cai H, Wu S, Xue W. Synthesis and antifungal activity of N-(substituted pyridinyl)-1-methyl(phenyl)-3-(trifluoromethyl)-1H-pyrazole-4-carboxamide derivatives. Molecules (Basel, Switzerland), 2012, 17(12): 14205–14218

[25] Chen Q, Liao D H, Zhang S G, Niu J F, Tang A P. Synthesis of 1-methyl-3-(trifluoromethyl)-1H-pyrazole-4-carbonyl chloride. Pesticide, 2012, 51: 569–572

[26] Zhao W, Shen Z H, Xu T M, Peng W L, Liu X H. Synthesis, nematocidal activity and docking study of novel chiral 1-(3-chloropyridin-2-yl)-3-(difluoromethyl)-1H-pyrazole-4-carboxamide derivatives. Journal of Heterocyclic Chemistry, 2016,

[27] Liu X H, Zhao W, Shen Z H, Xing J H, Yuan J, Yang G, Xu T M, Peng W L. Synthesis, nematocidal activity and docking study of novel chiral 1-(3-chloropyridin-2-yl)-3-(trifluoromethyl)-1H-pyrazole-4-carboxamide derivatives. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 2016, 26(15): 3626–3628

[28] Sun M, Yang H H, Tian L, Li J Q, Zhao W G. Design, synthesis, and fungicidal activities of imino diacid analogs of valine amide fungicides. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 2015, 25(24): 5729–5731

[29] Wang Z J, Gao Y, Hou Y L, Zhang C, Yu S J, Bian Q, Li Z M, Zhao W G. Design, synthesis, and fungicidal evaluation of a series of novel 5-methyl-1H-1,2,3-trizole-4-carboxyl amide and ester analogues. European Journal of Medicinal Chemistry, 2014, 86: 87–94

[30] Li J Q, Wang Z P, Gao Y, Zhao W G. Design, synthesis and effect of the introduction of a propargyloxy group on the fungicidal activities of 1-substituted phenoxypropan-2-amino valinamide carbamate derivatives. RSC Advances, 2016, 6(85): 82131–82137

[31] Wang Z P, Kou J J, Gao Y, Du X J, Li Y H, Zhao W G. Design, synthesis and antifungal activity of carboxylic acid amide fungicides: Part 2: Substituted 1-phenyl-2-phenoxyethylamino valinamide carbamates. RSC Advances, 2015, 5(92): 75121–75128

RIGHTS & PERMISSIONS

Higher Education Press and Springer-Verlag Berlin Heidelberg